第一话·彻底搞清数据结构中的·逻辑结构&存储结构

·前情须知

1.数据

·数据是信息的载体，是计算机程序加工的原料。

·数据不仅仅包括整型、实型等数值类型，还包括字符及声音、图像、视频等非数值类型。

2.数据元素

·数据元素是数据的基本单位，在计算机中通常作为整体处理。

·一个数据元素可以由若干个数据项组成。

·比如在人类中，人就是数据元素，可以有眼、耳、鼻、嘴、手、脚这些数据项；也可以有姓名、年龄、性别、出生地址、联系电话等数据项。

3.数据项

·数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位

4.数据对象

·数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。
·什么叫性质相同呢，是指数据元素具有相同数量和类型的数据项

·比如上面的例子中，人类数据对象是集合N= (张三，李四，王五)

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数据结构

·数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合

·这种数据元素相互之间的关系称为结构(Structure)

·数据结构包括三个方面的内容：逻辑结构、存储结构、数据的运算

·一个算法的设计取决于所选定的逻辑结构，而算法的实现依赖于所采用的存储结构

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逻辑结构

·逻辑结构是指数据元素之间的逻辑关系，即从逻辑关系上描述数据

1.集合结构

2.线性结构

3.树形结构

4.图状结构

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存储结构

·存储结构是指数据结构在计算机中的表示

·包括数据元素的表示和关系的表示

·数据的存储结构依赖于其逻辑结构

1.顺序存储

·把逻辑上相邻的元素存储在物理位置上也相邻的存储单元中

·优点：可以实现随机存取；每个元素占用最少的存储空间

·缺点：只能使用相邻的一整块存储单元，因此可能产生较多的外部碎片

2.链式存储

·不要求逻辑上相邻的元素在物理位置上也相邻，借助指示元素存储地址的指针来表示元素之间的逻辑关系

·优点：不会出现碎片现象，能充分利用所有存储单元

·缺点：每个元素因存储指针而占用额外的存储空间，且只能实现顺序存取

3.索引存储

·在存储元素信息的同时，还建立附加的索引表

·索引表中的每项称为索引项，其一般形式为(关键字，地址）

·优点：检索速度快

·缺点：附加的索引表额外占用存储空间；增加和删除数据时也要修改索引表，因此会花费较多时间

4.散列存储（哈希存储）

·根据元素的关键字直接计算出该元素的存储地址

·优点：检索、增加和删除结点的操作都很快
·缺点：若散列函数不好，可能会出现元素存储单元的冲突，而解决冲突会增加时间和空间开销

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如何区分逻辑结构与存储结构呢？

1.首先，我们要知道算法的设计取决于逻辑结构，而算法的实现取决于所采用的存储结构

·题目：设计一个程序，能将一串打乱的6个英文字母按字母顺序排列（c d e a b f )

step1.设计的思路第一步那肯定就是考虑以什么形式去排列这6个英文字母

step2.确定了逻辑结构是线性结构后，就要考虑如何实现这个逻辑结构了

·综上可见，算法的设计首先得想出一个逻辑结构；然后针对这个逻辑结构去选择更好的存储结构来实现算法！

各位明日再见啦?～

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